一、概述
1、主要功用
1)支承轴上回转零件(如齿轮);
2)传递运动和动力。
二、分类
1、按承载分
1)转轴:工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴。
如:减速器中的轴。
该圆柱齿轮减速器中,两轴将承受来自轴承及齿轮处的横向力所产生的弯矩,同时在齿轮与联轴器之间的轴段还将承受扭矩,故为转轴。
2)心轴:工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴。
根据工作时轴是否转动可分为:
◆转动心轴:工作时仅承受弯矩且转动的轴。
◆固定心轴:工作时仅承受弯矩且不转的轴。
【问题】自行车前轮轴属于哪种?
自行车工作时前轮轮毂和滚珠一起相对于前叉和车轴转动,而车轴本身固定不动,且仅承受横向力产生的弯矩,故自行车前轮轴为固定心轴。
3)传动轴:工作中只承受扭矩而不承受弯矩的轴。
如:汽车中的转动轴
汽车的传动轴用于将发动机的运动传递给汽车后桥,仅传递转矩,而不承受弯矩,故为传动轴。
2、按轴线形状分
1)直轴:各轴段轴线为同一直线。
直轴按外形不同又可分为:
◆光轴:形状简单,应力集中少,易加工,但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴。
◆阶梯轴:特点与光轴相反,常用于转轴。
光轴和阶梯轴
注:直轴一般为实心,若需在轴中装设其它零件或减小轴的质量,则可将轴制成空心的。
2)曲轴:各轴段轴线不在同一直线上,专用零件,主要用于内燃机中。
3)钢丝软轴:轴线可任意弯曲、转动灵活。
三、轴的材料
1、碳素钢: 30、35、 45、 50(正火或调质) , 45应用最广。价廉,对应力集中不敏感,良好的加工性。
2、中、低碳合金钢:强度高、寿命长,对应力集中敏感,用于重载、小尺寸的轴。
问:当轴的刚度不足时,如何提高轴的刚度?结构。
四、轴的结构设计
1、目的:确定轴的尺寸、形状:d、1——灵活性很大。
2、要求
1)轴与轴上零件要有确定的工作位置;
2)受力合理——轴结构有利于提高轴的强度和刚度;
3)轴有良好的加工、装配工艺性、减少应力集中;
3、阶梯轴的结构设计
1)拟定轴上零件装配方案
2)零件在轴上的固定
(1)轴向固定
a、借助轴本身形状定位:轴肩、圆锥形轴头;
b、借助挡圈、圆螺母、套筒等定位。
(2)周向固定
键、花键、成形连接、弹性环连接、过盈、销等——轴毂连接。
4、轴的结构工艺性设计
1、需磨削的轴段:砂轮越程槽。
2、需切制螺纹的轴段:螺纹退刀槽。
3、轴端应有倒角: cX45°——便于装配。
4、装配段不宜过长。
5、固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上,以减少装夹次数。
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